Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Зависимость среднего диаметра синтезированных УНТ от толщины пленки. Стрелкой показана точка максимального относительного выхода двухслойных УНТ

Высокий лес двухслойных нанотрубок заданного диаметра

Ключевые слова:  CVD, периодика, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

28 декабря 2006

Не вызывают сомнений перспективы использования углеродных нанотрубок (УНТ) в электронике, электрохимии, для создания новых сверхпрочных материалов. Проблема - в разработке сравнительно недорогих и высокоэффективных технологий получения УНТ с заданными характеристиками и в больших количествах. Усилия разработчиков сосредоточены на методе химического осаждения паров (CVD), основанном на термическом разложении углеродосодержащих газов на поверхности металлического катализатора. Катализатором процесса используют наночастицы таких металлов, как железо, никель, кобальт. В результате получают <лес> вертикально ориентированных многослойных нанотрубок, разброс диаметров которых соответствует разбросу размеров частиц металлического катализатора. Попытки уменьшить этот разброс наталкиваются на технологические трудности получения металлических частиц одинаковых размеров.

Недавно группа японских исследователей во главе с первооткрывателем нанотрубок С.Иджимой нашла способ преодоления указанных трудностей. Способ основан на обнаруженной авторами связи между толщиной металлической пленки, используемой в качестве катализатора, и средним диаметром синтезируемых нанотрубок. Тем самым возникает возможность получать нанотрубки требуемого диаметра просто в результате изменения толщины металлической пленки. В эксперименте при выращивании УНТ использовали 11 пленок железа различной толщины в диапазоне от 0.8 до 1.9нм.

Пленки железа напыляли на кремниевую подложку размером 20х20мм2, покрытую слоем Al2O3 толщиной 30нм. В результате нагрева однородная металлическая пленка превращается в слой упорядоченных частиц железа, размер которых соответствует толщине пленки. Таким образом формируются однородные по размеру частицы катализатора. В качестве источника углерода использовали этилен. Для повышения срока службы и эффективности катализатора к этилену добавляли небольшое количество паров воды.

Зависимость среднего диаметра синтезированных УНТ от толщины пленки близка к линейной, что подтверждает возможность получения УНТ заданного диаметра выбором нужной толщины пленки катализатора. Три области изменения толщины пленки, отмеченные на рисунке фигурными скобками, соответствуют преобладанию однослойных УНТ (левая область), комбинации однослойных и двухслойных УНТ (центральная область) и преобладанию двухслойных УНТ определенного диаметра (правая область). Максимальный выход двухслойных УНТ наблюдается при толщине пленки катализатора 1.69нм и составляет ~ 85%.

Типичная длина УНТ, синтезируемых при использовании CVD метода, составляет несколько микрон. Согласно общепринятым представлениям о механизме роста УНТ, основной фактор, препятствующий дальнейшему росту нанотрубок, связан с отравлением катализатора, эффективность действия которого снижается по мере роста УНТ. При добавлении паров воды, которая, по предположению авторов, предотвращает окисление поверхности катализатора, продолжительность эффективной работы катализатора возрастает настолько, что длина синтезируемых нанотрубок достигает величины 2.2мм (т. е. возрастает почти на три порядка в сравнении с полученными традиционным методом). Этот результат также создает серьезные предпосылки для массового производства нанотрубок как основы для новых сверхпрочных материалов.


Источник: ПерсТ




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Год  Петуха
Год Петуха

4 февраля объявили лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке»
4 февраля в здании Минобрнауки РФ состоялась торжественное награждение лауреатов V Всероссийской премии «За верность науке». 11 научно-просветительских проектов были отмечены престижной наградой.

Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии
5 февраля в Московском университете в Шуваловском корпусе МГУ состоится Всероссийский съезд учителей и преподавателей химии, посвященный Международному году Периодической таблицы химических элементов, начало - 10 часов.

II Всероссийский химический диктант пройдет 18 мая 2019 года
В 2019 году периодическому закону Дмитрия Менделеева исполнится 150 лет! В честь великого открытия этот год объявлен Международным годом Периодической таблицы химических элементов. Одним из наиболее ярких событий, приуроченных к этому году, станет II Всероссийский химический диктант, который пройдет 18 мая и который в этом году выходит на международный уровень. Мероприятие было анонсировано в рамках церемонии открытия Международного года Периодической таблицы химических элементов 29 января 2019 года в Париже, в штаб-квартире ЮНЕСКО.

Самые необычные таблицы Менделеева на выставке Международного года Периодической таблицы химических элементов

6-8 февраля в Российской академии наук состоялось торжественное открытие Международного года периодической таблицы химических элементов в России и приуроченная к этому масштабная интерактивная выставка

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.